나노기술 및 정책 정보

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책상에 커피를 쏟은 적이 있습니까? 그런 다음 유체 역학의 가장 혼란스러운 현상 중 하나인 커피링 효과를 관찰했을 것임. 이 효과는 인쇄된 전자 장치가 불규칙하게 작동하도록 하기 때문에 그래핀, 2D 재료 및 나노 입자가 포함된 기능성 잉크의 산업적 활용을 방해해왔음.

영국의 케임브리지 대학교(University of Cambridge) 연구팀이 수년간 이 프로세스를 연구한 후 이 문제를 극복하는 새로운 잉크 제품군을 만들어 센서, 광 감지기, 배터리 및 태양 전지와 같은 새로운 전자 제품을 제작할 수 있게 되었음. 커피링은 액체가 가장자리에서 더 빨리 증발하여 고체 입자가 축적되어 독특한 다크링이 생성되기 때문에 형성됨. 잉크도 커피처럼 작동함. 특히 실리콘 웨이퍼나 플라스틱과 같은 단단한 표면에 인쇄 할 때 잉크의 입자가 가장자리 주변에 축적되어 불규칙한 모양과 고르지 않은 표면을 만들게 됨. 연구팀은 고속 마이크로 사진, 유체 역학 및 다양한 용매의 조합에서 입자를 추적하여 잉크 방울 결합의 물리학을 연구했음. 연구팀의 해결책은 알코올, 특히 이소프로필 알코올과 2- 부탄올의 혼합물임. 이를 사용하면 잉크 입자가 물방울 전체에 고르게 분포되어 균일한 두께와 특성을 가진 모양을 생성하는 경향이 커지게 됨.

본 연구 성과는 ‘Science Advances’ ("A general ink formulation of 2D crystals for wafer-scale inkjet printing") 지에 게재됨.